热镀锌助镀添加剂(ZT 601)的应用研究

VoL 33 Na42010年4月河北化工Apr. 2010热镀锌助镀添加剂(ZT 601)的应用研究李秀峰，陈冬2, 刘汇玲了,金向雷I(1.河北省化学工业研究院，河北石家庄050031;2. 河北省冶金研究院,河北石家庄050031)[摘要]通过实验得到了 助镀锌添加剂2T 601.将其加入到助镀锌剂中可显著降低溶剂的表面张力,提高镀件与溶剂的浸润性,从而达到减少助镀剂使用量的目的。它有利于助镀剂的干燥,可以有效防止工件的二次氧化及降低锌耗.[关键词]热镀锌;助镀剂:助镀剂添加剂[中图分类号] TQ 153. 15[文献标识码] A[文章编号] 1003- 5095 (2010>04-0018-04助镀剂添加剂又名润湿剂,属于表面活性剂的一时间:40 s.类。长期以来在我国批量热镀锌中未获得重视和推广1.2实验过程应用。1957 年英国镀锌工作者协会(Galvanizers将不同种类的镀件分别用1+1盐酸酸洗除锈，Association)出版了《优秀实践手册》,并于1965年水洗, 5% NaOH溶液中和，水洗，立即用滤纸吸干水修订再版，其译名为《镀锌技 术基本实务》General分,入烘箱于80~110 C烘干15 min, 取出于干燥器Gal vanizing Practice). 1982年何福朝等根据澳大内放置5min,冷却后称重mo;取半数于不加添加剂利亚工程师提供的上述书籍,翻译出版了《镀锌实践的助镀剂中助镀，另半数于加了ZT 601添加剂的助镀概论》-书,该书介绍在千法镀锌的溶剂中添加润湿剂中助镀,取出后入烘箱,于80~110 C烘千15 min,剂，其加入量为500 L助镀剂中添加5 L润湿剂0。取出于千燥器内放置5 min, 冷却后称重m;之后入但未提及添加润湿剂的种类、作用和效果。国外在钢锌 锅镀锌,浸锌时间均为40 s, 从锌液中取出速度一管热镀锌中,也采用润湿剂四,其添加量为I%~ ~5%,但致,取出后水冷再于80~110乜烘干15 min,取出于该类助镀剂添加剂在高质量浓度、高氯离子的助镀剂干燥器内放置5 min,冷却后称重mo中不能完全溶解,使用效果差。新型热镀锌助镀剂添△m=m-m为镀件上挂助镀剂于重;△mzm-mo加剂ZT 601可以很好地溶解在高质量浓度、高氯离为镀件上所镀锌重。子的助镀剂中,降低表面张力60%。1.3实验目的1实验部分(1)助镀剂添加剂ZT 601对镀件上助镀剂吸附1.1实验用品及条件量的影响; (2)助镀剂添加剂ZT 601对镀件上锌量的实验用镀件:低碳钢片,尺寸60.5 mmX40.2 mmX .影响; (3)助镀剂添加剂ZT 601对镀件外观质量的影1.0 m.60.4 omX41.4 mX1.7 mm两种，样片角部响打孔φ 4.0 mm;普碳钢丝,φ 0.8 mm、φ 1.6 m,长2实验结果与讨论度在20~1 000 mm之间,制成φ25 m的弹簧状;普2.1实验结果碳钢管，φ 20 mmX2 mmX60 m.表1~表3中平均值表示工件样本数助镀剂的助镀剂:取于某热镀锌厂现场,其主要成分氯化附着量和 上锌量的平均值。锌170 g/L,氯化铵108 g/L,铁离子6. 5 g/L; 助镀根据表1~表3的数据,可以计算出助镀剂添加剂添加剂ZT 601:河北汉特冶金化工科技有限公司剂使用后平均节省助镀剂 55. 0%、35. 8%.46. 2%，平均专利产品(专利号: 2007101393493)，在助镀剂中加入节省锌 6. 22%。量为0.3%;锌液成分:纯锌;镀锌温度:465 C;浸锌中国煤化工MHCNMHG.[收稿日期]2010-01-18[作者简介]李秀峰(1977-),男,助工,主要从事精细化学品研发工作。第4期李秀峰等:热镀锌助镀添加剂(ZT 601) 的应用研究●19.表1助镀剂添加剂 zT 601对钢丝上助镀剂吸附量的影响表3(续)项目序号四/8四/Om/g项目序号w/g__ m/gm/g_ Om/g__ Om/g 镀层外观23.016 423.0859 0.069 5平均0.0179 11.679 311 14.847 5 14.8565 16.5154 0.0090 1.6679 良好23.418 423. 488 70.070 312 15.455 6 15.4623 17.1113 0.0067 1.6557 良好22. 440 622.536 10. 095 513.582 613.6361 0.053 513 15.2963 15.3059 17.0332 0.0096 1.7369 良好14 15.5972 15.607 217.1545 0.0100 1.5573 良好11.034 211.0576 0.023 4剂6.279 06. 299 20. 0202^15 15.7180 15.7270 17.3848 0.0090 1.6668 良好添，路16 15.4546 15.4657 16.9334 0.0111 1.4788 良好2.964 02.971 8.0.007 8.0.048 61715.7042 15.7144 17.0490 0.0102 1.3448 良好18 15.4994 15.5083 17.1033 0.0089 1.6039 良好23. 193 623.218 60.025 019 29.6741 29.6860 31.1365 0.0119 1.4624 良好23.270 523. 302 90.032 422.958 622.997 50.038 90.00964 1.57491113.024 413.062 40.038 02.2 讨论1211.535 211. 540 60.005 42.2.1助镀剂添加剂的作 用加136.245 86.256 00.010 2目前助镀是溶剂法镀锌工艺中最关键的工序,助142.985 12.988 80.003 7镀的效果直接影响到镀件质量和锌耗等。常规的助镀0.021 9表2助镀剂添加剂 ZT 601对钢管.上助镀剂吸附量的影响工序控制要点:铵锌比为1.2~1.6、质量浓度为项目号/g四/g250~400 g/LpH 值为4~5、助镀剂温度为>60 C、59.236 659.3006 0. 064 0铁离子浓度为<10 g/L.其不足之处是在批量热镀锌不59.095 059.160 10. 0651企业中-直未使用润湿剂,更未对润湿剂进行浓度控63. 138 863.2048 0. 066 0制。由于助镀剂是高质量浓度、高氯离子的水溶液,如添58.888 558.956 0. 068 1果不加入添加剂，其与清洁的钢铁表面的润湿性不59.529 559.5628 $0. 033 3(舍)好,助镀剂不能均匀地分布在工件表面。因此,助镀剂58. 486 758.547 40. 060 758.902 858.902 80.067 3的作用不能充分发挥，并在镀锌中存在一定的风险40.991 140.991 10.060 1(漏镀、镀层厚度不均匀、飞溅、延长锌铁反应时间、增0.06447加色差等)。在助镀剂中加入添加剂后,添加剂的存在59.544 059.5922 0. 048 2能使助镀剂均匀地覆盖在工件表面，使上述风险大大160. 232 860.272 40. 039 658.642 458.68100.0386.降低,同样重要的是其助镀剂消耗和锌耗比不使用添λ59. 489 559.5228 0.033 3加剂有所减少。59.020 259.0698 0.049 62. 2.2助镀剂添加剂的原理59.024 159.0639 0.039 8助镀添加剂可以明显有效地改变助镀剂的表面40.684 140.721 50.037 4张力,从而提高助镀剂对工件的润湿性,使助镀剂均1639. 335 639.3803 0.044 7匀分布在工件表面,形成既薄又致密的助镀剂层。可平均.0.041生表3助镀剂添加剂ZT 601对钢板上附着量以用玻璃片和玻璃试管对助镀剂在钢板和钢管上的和上锌量及镀层外观的影响分布情况进行模拟。项目序号w/g_ m/g/8 Om/g__ On/g 镀层外观未加添加剂的，见图1~图3。29.6685 29.6866 31.390 20.0181 1.7217良好不2 30.1585 30.1814 31.7023 0.0229 1.5438漏镀15.0544 15.0689 16.8614 0.0145 1.8070 漏镀添4 14.8478 14.8690 16.6331 0.0212 1.7853 良好加515.0226 15.0428 16.721 70.0202 1.6991 良好中国煤化工-a| 6 15.5916 15.6036 17.3047 0.0120 1,7131 良好15.2719 15.2894 16.8567 0.0150 1.5848 良好fHCNMHG8 15.9531 15.9681 17.4686 0.0150 1.5155漏镀图115.8442 15.8636 17.5877 0.0194 1.7435 良好●20.河北化工第4期不加添加剂不加添加剂;镀锌层钢基囝7不加添加剂的镀层图2图3加入添加剂的,见图4~图6。图4加入添加剂圉8加入添加剂后的镀层在降低锌耗方面的实验表明，试片平均上锌量减少6%,由于助镀剂附着量的降低，以及镀层厚度均匀性的改善,纯锌液回流畅通，因此上锌量会降低;另外由于助镀剂覆盖均匀,防止助镀后的镀件在空气中二次氧化，可减少锌渣的产生。使用不加润湿剂的助镀剂时,为了防止二次氧化,企业往往通过增加助镀剂图5图6浓度的方法在工件的表面形成保护层,有的企业还在2.2.3助镀剂添加剂的效果工件局部处徹上溶剂增加浓度,既增加了助镀剂的消经过大量实验证明，在以下几个方面效果明显:耗,产生大量的溶剂烟，又增加锌液爆溅的危险性,同降低助镀剂的使用量、减少溶剂烟、减少溶剂渣,有利时会产生铁盐,增加锌耗,影响镀件表面质量。使用润于改善环境,降低成本;改善镀层厚度的不均匀性,采湿剂后,助镀剂均匀地覆盖在镀层表面，可有效地防用未添加润湿剂的助镀剂时，工件表面各部助镀剂分止二次氧化,减少锌渣的产生,降低锌耗;润湿剂的使布不均匀,有助镀剂处先进行锌铁反应,而没有助镀用还有利于助镀剂的干燥，防止镀锌时锌液飞溅。使剂处需经一段时间后， 锌铁才开始反应，形成镀锌层，用润湿剂后，助镀剂即便未经干燥,助镀液也以极溥因此镀件表面各处形成镀锌层的时间有差异,生成锌的液膜形式在镀件浸入锌液时迅速蒸发，不易爆溅。铁合金的厚度也不同,锌铁合金层的不均匀和凹凸起在未使用润湿剂时，助镀剂不能很好地铺展在表面。伏易使镀锌层的厚度增加。添加润湿剂后,各部同时如未经干燥或干燥温度低，镀件浸入锌液时,不能迅进行锌铁反应，使镀锌层趋于均匀。这- -点通过扫描速蒸中国煤化工成气体将发生爆电镜照片进行了证实,如图7、图8所示。溅。HCNMHG质量的目的。溶剂渣的减少、锌渣的减少均有利于改善镀锌层的表面质量。由于助镀剂的分布均匀,镀锌时各处锌铁反应几第4期李秀娩等:热镀锌助镀添加剂(ZT 601) 的应用研究●21●乎同时开始,有利于缩短浸锌时间，避免色差的产生。烟而减少对环境的污染。3效益分析4结论通过对某热镀锌管厂和某热镀锌铁塔厂使用助在热镀锌助镀剂中应用新型添加剂ZT 601可以镀剂添加剂IT 601的情况跟踪，得到如下数据:平起到降低助镀剂的使用量、减少溶剂烟和溶剂渣、改均每月镀6 000 t钢管或6 000~8 000 t左右的善镀层厚度的不均匀性降低锌耗、防止飞溅、改善镀结构件各需消耗100 kg ZT 601，投入成本6000层质量等作用。该产品的研制成功对千法镀锌企业的元。仅考虑节锌- -项,每吨镀件至少节锌0.1%,一个节能降耗和提高产品镀锌质量具有积极的作用,对改月可节锌6~8 t,按锌价14 000元/t计,可节约善环境污染具有深远的意义。84 000~112 000 元,减去投入成本,实际降低成本[参考文献]每月78 000~106 000元.另外还提高了镀锌表面[1]何禍朝,等译.镀锌实践概论[M].北京:友谊出版公司, 1984.质量和降低漏镀风险的经济效益，以及因减少溶剂[2]陈厚载.热镀锌技术[凹].上海: 上海交通大学出版社1994.The Applied Research of Hot Galvanize Fluxing Agent Additive(ZT 601)LI Xiu-feng', CHEN Dong', LIU Hui-ling, JIN Xiang-1ei?(1. Hebei Chemical Engineering and Indus try Research Institute, Shi jiazhang 050031, China;2. Metallargy Research Instituteof Hebei Provice, Shijiazhang 050031, China)Abstract:Hot galvanize fluxing agent additive T 601 has been synthesised by this experimcnt. It can significant1yreduce the surface tension of the solvent and improve the wetting quality of plating and solvent when that was added tothe fluxing agent. As 8 result, it reduces the use of fluxing agents.It is conducive to dry fluxing agent and effectivelyprevent the secondary oxidation of the work piece and reduce the consuption of zinc.Key words:hot galvanize; fluxing agent; fluxing, agent additive(上接第17页)由于它是用特殊表面处理的超微粒子,它的凝聚性很亮平滑、外表美观，而且其他物理性能指标也有很大小,与高聚物相溶性极好。的改善,所以大大提高了它的商品价值。预期有可能Alcamizer之所以能够具有如此卓越的热稳定取代高价的ABS树脂。化效果，是与它的独特的稳定化机理密切相关的。此外,HT还可作填充剂、润滑剂、脱色剂、染料改Alcamizer能够有效地捕捉从PVC分解出来的HC1,性剂等。是通过阴离子交换方式进行的。3.结语这就是说,Alcamizer把PVC分解出来的CI-与.综上所述,HT之所以能有如此广泛的用途，归根它本身结构中的CO3*进行了离子交换，这样就把它结底，还是由于它本身结构的特点所决定的。所以,充捕捉到的C1-结合到Alcamizer结晶的中心部位。实分利用HT的结构特性,努力开发新的应用领域,有着验表明，这种结合了氣离子的HT即使到460 C,氣广阔的前景并且有实际意义。也不会再脱离出来,从而使Cl"不再具有活性。据称，Alcamizer与Cl~的这种离子交换反应比Mg(OH)2等[1]Aminoff. G, Broome. B. Vet. Akademiens Handlingar [J]. Kimgl.与HCl的中和反应速度还快。Alcamizer 中间层的Sv, 1930, 9(5) :23-30.CO3~可以完全由HC1所交换,而基本层中的Mg和Al[2)Frondel.C. An Min[].1941, 26:295.[3]Ailmana R Lohse. H Neues Jb[J]. Miner Min., 1966 161.几乎不与HCl反应，因而不会与从PVC中所分解出来[4]宫田,玖村, 等特许公报[J].昭53-5633.的HC1形成AlCl2,所以不会促进PVC的分解。[5]D.M Roy R Roy, E F.0sborn Am Sci [J], 1953, 251:337-360.2.4阻燃性无机复合物20世纪90年代日本协和化学工业公司成功地[7]Cas中国煤化Ilay Miner UJ.1967,开发了HT类聚丙烯阻燃性复合材料，由于它具有光()1:YHCNMHG[8]宫出,以村等日本化学杂志LJ].1971, 92(6) :38-43.